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Erfahrungen bei der Verdichtungskontrolle von Sekundärbaustoffen im Erdbau

Lessons learned from compaction control of secondary building materials in earthworks

M. Sc. S. Huber, München; Dr.-Ing. C. Henzinger, A-Kufstein; Dr.-Ing. E. Birle, Dr.-Ing. D. Heyer, München

Eine ausreichende Verdichtung der verwendeten Erdbaustoffe ist im Erdbau unerlässlich für die Standsicherheit und dauerhafte Gebrauchstauglichkeit der ausgeführten Erdbauwerke. Zur Gewährleistung der ausreichenden Verdichtung enthält das erdbautechnische Regelwerk daher anwendungsbezogene Anforderungen an den mindestens zu erreichenden Verdichtungsgrad DPr, der sich als das Verhältnis der im Feld erreichten Trockendichte zu einer i. d. R. vorab im Labor bestimmten Referenzdichte (Proctordichte) in Prozent ergibt und der nach der Verdichtung im Zuge der Verdichtungskontrolle nachgewiesen werden muss. Bei RC-Baustoffen aus aufbereiteten mineralischen Baurestmassen und bei industriellen Nebenprodukten (Sekundärbaustoffe) kommt es in der Erdbaupraxis aufgrund von materialspezifischen Eigenschaften jedoch sowohl bei der Bestimmung der Proctordichte im Labor als auch bei der Verdichtungskontrolle im Feld immer wieder zu Schwierigkeiten und Unterschieden gegenüber natürlichen Erdbaustoffen (Primärbaustoffe). Damit diese kein Ausschlusskriterium für den Einsatz von RC-Baustoffen und industriellen Nebenprodukten (Sekundärbaustoffe/Ersatzbaustoffe/gebrauchte Baustoffe nach DIN 18299/Abfälle zur Verwertung nach LAGA)) im Erdbau darstellen, müssen die besonderen Eigenschaften der Sekundärbaustoffe bei der Prüfung im Labor und im Feld berücksichtigt werden. Dieser Beitrag soll die Besonderheiten von RC-Baustoffen und industriellen Nebenprodukten, die im Zusammenhang mit der Bestimmung der Proctordichte im Labor und der Verdichtungskontrolle im Feld auftreten, aufzeigen und – wenn möglich – Ursachen erläutern. Abschließend werden Vorschläge präsentiert, wie die materialspezifischen Unterschiede von RC-Baustoffen und industriellen Nebenprodukten bei der Verdichtungskontrolle im Feld in der Praxis berücksichtigt werden können.

Sufficient compaction of the construction materials used in earthworks is essential for the stability and long-term serviceability of earthworks constructions. To ensure sufficient compaction, the earthworks regulations therefore contain application-specific requirements for the degree of compaction DPr, which must be achieved at least. This degree of compaction is the ratio of the dry density achieved in the field to a reference density (Proctor density), which is usually determined in advance in the laboratory, and must be verified after compaction as part of the compaction control. In the case of recycled materials from processed mineral construction waste and industrial by-products (secondary building materials), however, in earthworks practice there are often difficulties and differences compared to natural earthworks materials (primary building materials) due to material-specific properties, both in the determination of the Proctor density in the laboratory and in the compaction control in the field. To ensure that these differences are not a criterion for excluding the use of recycled materials and industrial by-products in earthworks, the special properties of such materials must be taken into account during testing in the laboratory and in the field. This article is intended to highlight the special features of recycled materials and industrial by-products that occur in connection with the determination of Proctor density in the laboratory and compaction control in the field, and - if possible - to explain their reasons. Finally, suggestions are presented on how the material-specific differences of recycled materials and industrial by-products can be taken into account in practice during compaction control in the field.

Betrachtungen zur Anwendbarkeit des Fließkoeffizienten

Considerations on the applicability of the flow coefficient

Dr. E. Westiner, München; Dr.-Ing. C. K. V. Schulze, Aachen; Dipl.-Ing. (FH) S. Rohrig, Halberstadt; Dipl.-Ing. D. Dinkgraeve, Bergisch-Gladbach/Bensberg

Korngrößenverteilung, Kornform, Oberflächenrauheit und Kantigkeit stellen die wesentlichen granulometrischen Eigenschaften eines Sandes dar. Diese Eigenschaften werden gemeinschaftlich für den Kornbereich 0,063/2 mm durch den Fließkoeffizienten nach DIN EN 933-6 beschrieben. Allerdings ist es bislang nicht möglich, aus dem Fließkoeffizienten asphalttechnologische Eigenschaften abzuleiten. Zudem gestattet der Fließkoeffizient keine eindeutige Differenzierung von Brechsand und Natursand. Er eignet sich aber zur Beschreibung der Gleichmäßigkeit eines Sandes im Rahmen der Werkseigenen Produktionskontrolle.

Grading, shape, surface roughness and angularity represent the essential granulometric characteristics of fine aggregates (sand). These characteristics are jointly described for the particle size fraction 0.063/2 mm by the flow coefficient according to DIN EN 933-6. However, it has not yet been possible to derive asphalt technological characteristics from the flow coefficient. In addition, the flow coefficient does not allow a clear differentiation between crushed sand (fine aggregate produced by artificial crushing processes) and natural sand (fine aggregate produced only by natural crushing processes). However, it is suitable for describing the uniformity of sand in the context of factory production control.

BIM – auf dem Weg zum Digitalen Zwilling

From BIM to the digital Twin

M. Sc. J. Bednorz; M. Sc. S. Nieborowski; M. Sc. S. Windmann, Dr. I. Hindersmann, Bergisch Gladbach

Der Einsatz von BIM im Bereich der Bundesfernstraßen wird durch den Stufenplan Digitales Planen und Bauen und den Masterplan BIM Bundesfernstraßen an Bedeutung gewinnen. Die Anwendung von BIM im Lebenszyklus von Brücken kann Vorteile in verschiedenen Bereichen bedeuten. Aktuell steht der Einsatz von BIM insbesondere bei Bestandsbauwerken noch am Anfang. Mit der automatisierten Erstellung von BIM-Modellen und der Festlegung von Informationsanforderungen kann ein deutlicher Gewinn in Bezug auf die vorhandenen Informationen zum Bauwerk und damit die Aspekte Kosten, Zeit und Qualität erreicht werden. Der Einsatz von BIM im Rahmen der Bauwerksprüfung bietet Vorteile, diese zeigen sich in verbesserten Prozessbeschreibungen und dem Einsatz von VR/AR. Die Entwicklung eines Digitalen Zwillings von Ingenieurbauwerken ist aktuell noch Gegenstand der Forschung, bietet aber eine Vielzahl von Möglichkeiten zum verbesserten Lebenszyklusmanagement von Bauwerken.

The use of BIM in the range of federal highways will gain in importance as a result of the Road Map for Digital Design and Construction and the BIM Master Plan for federal highways. The application of BIM in the life cycle of bridges can mean advant-ages in various areas. Currently, the use of BIM is still in its infancy, especially for existing structures. With the automated creation of BIM models and the definition of information requirements, a significant gain can be achieved in terms of the avail-able information on the structure and thus the aspects of cost, time and quality. The use of BIM in the context of structural inspections offers advantages, which can be seen in improved process descrip-tions and the use of VR/AR. The development of a digital twin of engineering structures is currently still the subject of research, but offers a variety of possibilities for improved life cycle management of structures.

Unfallmanagement.digital – Ein digitales Kollaborationssystem für das Unfallmanagement auf der Straße

Unfallmangement.digital – A digital collaboration system for accident management on roads

T. Kupfer, Bad Rappenau; M. Sc., S. Rynkowski, Essen

Im Jahr 2018 entwickelte die HOCHTIEF Operations GmbH in Zusammenarbeit mit ihrer Tochtergesellschaft, der ViA6West Service GmbH & Co. KG, das P3IM-Unfallmanagementsystem. Die digitale Innovation unterstützt den Straßenbetriebsdienst auf einem ca. 47 km langen Teilstück der A 6 zwischen der Anschlussstelle Wiesloch/Rauenberg und AK Weinsberg bei der digitalen Erfassung von Unfallereignissen, der Erstellung der Unfallschadendokumentation und Abrechnung. Das System reduziert den administrativen Aufwand bei der Abwicklung von Unfallereignissen, erleichtert die Nachverfolgung von aufgenommenen Informationen und liefert einen positiven Beitrag zum Umweltschutz durch umgehende Verfügbarkeit aller handlungsrelevanten Informationen. Die Erweiterung des P3IM-Unfallmanagementsystems durch die Einbindung der involvierten Einsatzkräfte über eine eigene App im Jahr 2020 vervollständigt den ganzheitlichen Ansatz einer digitalen Kollaboration zur effizienten Abwicklung von Unfallereignissen. Im Rahmen dieses Beitrags werden die praktischen Erfahrungen bei der Entwicklung und dem operativen Einsatz aus Sicht des Straßenbetriebsdienstes sowie die zukünftigen Vorteile durch eine nahtlose Integration in ein BIM-System beschrieben. Ferner soll dieser Beitrag zeigen, wie durch die Anwendung der Low-Code-Technologie neue digitale Innovationen für den Straßenbetriebsdienst entwickelt werden können. Durch die direkte Integration in ein BIM-System können langfristig wertvolle Erkenntnisse für den Betrieb und die Erhaltung der Verkehrsinfrastruktur erlangt werden.

In 2018, HOCHTIEF Operations GmbH in cooperation with her subcompany ViA6West Service GmbH & Co. KG – a 100 % sub-sidiary of HOCHTIEF Operations GmbH – developed the P3IM-Accidentmanagementsystem. The digital innovation supports the road operations with the digital recording of accident events as well as the creation of the accident documentation and settlement on an approximately 45 km long section of the highway A 6 between the junction Wiesloch/Rauenberg and AK Weinsberg. The system reduces the administrative effort involved in handling accident events, facilitates the tracking of recorded information and makes a positive contribution to environmental protection through availability of all information needed to take action. The extension of the P3IM-Accidentmanagementsystem through the integration of the involved fire fighters with an app in 2020 completed the holistic approach of a digital collaboration to handle an accident event efficiently. This paper describes the practical experience of development and operational use from the perspective of the road maintenance service, as well as the future benefits of seamless integration into a BIM system. Furthermore, this paper aims to show how new digital innovations for the road operation service can be developed by applying low-code technology. Through direct integration into a BIM system, valuable long-term insights can be gained for the operation and maintenance of road infrastructure.